一種煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備的製作方法
2023-05-08 12:03:11 2
一種煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備的製作方法
【專利摘要】一種煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，採用兩級澄清軟化、超濾、離子交換軟化、兩級反滲透、純化除雜、蒸髮結晶的方法對煤化工濃鹽水進行處理，一方面，水回收率達到98％以上，節約了水資源，另一方面，系統產生的汙泥進入汙泥處理系統進行脫水處理，減少了濃液外排帶來的環境汙染，從而實現了煤化工濃鹽水零排放。
【專利說明】 一種煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於煤化工廢水處理環保【技術領域】，具體講就是涉及一種煤煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備。
【背景技術】
[0002]現代煤化工是以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體產品，並進一步加工成一系列化工產品的新型工業。它主要包括煤的氣化、煤的液化、焦油化學、電石乙炔化學，近幾年來，煤化工產業發展迅速，但是由於煤化工產業需要耗費大量用水，隨之帶來的水資源再利用與環境保護問題日益突出，尤其是處於多旱少雨的地區較為突出。因此，煤化工的環保問題亟待需要解決。
[0003]目前，傳統的煤化工廢水處理的工藝路線包括:首先，物化預處理；其次，A/0生化處理；最後，物化深度處理。其中，煤化工廢水經過生化處理後，水中的C0D、氨氮等顯著降低，但難降解有機物仍使廢水的色度、COD等指標無法達到排放標準，尤其是高含鹽量的生化系統出水無法進行回用。因此，經過生化處理後的廢水(濃鹽水)，仍需進行深度處理。
[0004]煤化工濃鹽水深度處理方法主要包括固定化生物技術、混凝沉澱法、吸附法和超濾、反滲透等膜處理法。
[0005]第一種固定化生物技術可選擇性固定優勢菌種，同時能有針對性地處理含有難降解有機物廢水。但此技術對菌種的要求高，適合處理一些特定的難降解廢水。
[0006]第二種混凝沉澱法是在生產過程中用混凝劑比如鋁鹽、鐵鹽、聚鐵、聚鋁及聚丙烯醯胺等來加強沉澱效果，同時要調節好PH值，使廢水中懸浮物在混凝劑作用下能夠加快聚集、下沉，達到固液分離，從而可以去除廢水中懸浮有機物，有效地降低廢水濁度，但該技術對廢水的PH值要求高。
[0007]第三種吸附法利用固體表面具有吸附溶質、膠質的能力，因此，當廢水通過比表面積很大的吸附劑時，其中的汙染物就可能會被吸附到固體顆粒上。這種方法可以獲得較好的效果，但只適合處理含有固體顆粒較多的廢水，且吸附劑用量大、費用高，容易產生二次汙染。
[0008]第四種超濾、反滲透等膜處理法通過超濾除去廢水中的大多數濁度、有機物，減輕對反滲透膜的汙染，可延長膜的壽命，減少運行成本。反滲透膜不僅能去除廢水中的有機物，而且還可以進行脫鹽、脫色，出水水質好，可直接作為生產循環用水，可實現煤化工廢水的零排放和煤化工清潔生產。但是，超濾、反滲透等膜處理法對進水水質、膜的要求高，不可直接適用於所有廢水的處理。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的是針對上述現有的煤化工濃鹽水深度處理方法存在無法使煤化工濃鹽水達到零排放目的的技術缺陷，提供了一種煤化工濃鹽水零排放工藝及專用設備，將煤化工濃鹽水進行兩級澄清軟化、超濾、離子交換軟化、兩級反滲透、純化除雜、蒸髮結晶處理，使濃鹽水最終實現98 %以上的回用，減少了濃液外排帶來的環境汙染，從而實現了煤化工濃鹽水零排放的目標。
[0010]技術方案
[0011]為了上述技術目的，本實用新型設計一種煤化工濃鹽水零排放工藝，其特徵在於，它包括以下幾個步驟:
[0012]第一步，將煤化工濃鹽水進行兩級澄清軟化處理，去除廢水中的SS、C0D、氟、總矽以及鈣鎂金屬離子，得到兩級級澄清軟化出水；
[0013]第二步，將第一步得到的兩級級澄清軟化出水調節pH至中性後進行超濾處理，進一步截留SS、膠體汙染物質，得到濃水和產水；
[0014]第三步，將第二步得到的超濾產水進行軟化，吸附廢水中的剩餘鈣、鎂金屬離子，得到軟化出水；
[0015]第四步，將第三步得到的軟化出水進行一級反滲透濃縮分離，得到一級濃水與產水；
[0016]第五步，將第四步得到的一級濃水進一步反滲透濃縮分離得到二級濃水與產水；
[0017]第六步，將第五步得到的二級濃水進行純化除雜，去除廢水中的PO廣、CO廣、SS、COD、氟、總矽以及鈣鎂鋇鍶等金屬離子、膠體物質和溶解的CO2，得到純化出水和濃液；
[0018]第七步，將第六步得到的純化出水進行蒸發濃縮、分離、乾燥，得到工業鹽。
[0019]進一步，所述第四步的工作壓力為15?40bar。
[0020]進一步，所述第五步的工作壓力為25?55bar。
[0021]用於上述所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:它包括一級澄清軟化池、二級澄清軟化池、超濾膜系統、離子交換軟化設備、一級反滲透系統、二級反滲透系統、純化系統、蒸髮結晶系統；
[0022]原水池與一級澄清軟化池連接，連接管路上裝有第一進水泵，一級澄清軟化池的清液輸出端連接二級澄清軟化池，汙泥輸出端連接汙泥處理系統，二級澄清軟化池清液輸出端連接pH調節水池，汙泥輸出端連接汙泥處理系統，pH調節水池輸出端連接超濾膜系統，pH調節水池與超濾膜系統連接管路上裝有第二進水泵，超濾膜系統的產水端連接離子交換軟化設備，濃液輸出端連接回PH調節水池，離子交換軟化設備清液輸出端連接一級反滲透系統，再生廢水輸出端連接回原水池，一級反滲透系統產水端連接產水池，濃液輸出端連接二級反滲透系統，二級反滲透系統產水端連接產水池，濃液輸出端連接純化系統，純化系統清液輸出端連接蒸髮結晶系統，濃液輸出端連接濃液池，蒸髮結晶系統清液輸出端連接產水池，濃液輸出端連接工業鹽回收袋。
[0023]進一步，所述一級澄清軟化池與二級澄清軟化池均裝有攪拌與反應設備、刮泥機以及加藥泵、汙泥循環泵、堰板、溢流槽，攪拌與反應設備、刮泥機均位於主體水池內部。
[0024]進一步，所述超濾膜系統裝有保安過濾器、超濾膜組件以及加藥泵、流量計、壓力傳感器，保安過濾器輸出端連接超濾膜組件。
[0025]進一步，所述離子交換軟化設備裝有軟化樹脂、軟化器、流量計及酸鹼再生單元，軟化樹脂輸出端連接軟化器，軟化器輸出端連接流量計。
[0026]進一步，所述一級反滲透系統和二級反滲透系統內部均裝有精密過濾器、高壓泵、膜元件以及能量回收裝置、電導傳感器、壓力傳感器和流量傳感器、清洗水泵，精密過濾器輸出端連接高壓泵，高壓泵輸出端連接膜元件。
[0027]進一步，所述純化系統包括純化膜、除雜設備、脫氣設備、氧化設備，純化膜輸出端連接除雜設備，除雜設備輸出端連接脫氣設備，脫氣設備輸出端連接氧化設備。
[0028]進一步，所述蒸髮結晶系統包括蒸發罐、結晶罐、離心分離設備、乾燥設備，蒸發罐輸出端連接結晶罐，結晶罐輸出端連接離心分離設備，離心分離設備輸出端連接乾燥設備。
[0029]有益效果
[0030]本實用新型提供的一種煤化工濃鹽水零排放工藝及專用設備，將煤化工濃鹽水進行兩級澄清軟化、超濾、離子交換軟化、兩級反滲透、純化除雜、蒸髮結晶處理，使濃鹽水最終實現98%以上的回用，減少了濃液外排帶來的環境汙染，從而實現了煤化工濃鹽水零排放的目標。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]附圖1是本實用新型的工藝流程圖。
[0032]附圖2是本實用新型的設備連接關係示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步說明。
[0034]實施例
[0035]如附圖2所示，煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:它包括一級澄清軟化池1、二級澄清軟化池2、超濾膜系統3、離子交換軟化設備4、一級反滲透系統5、二級反滲透系統6、純化系統7、蒸髮結晶系統8 ；
[0036]原水池9與一級澄清軟化池I連接，連接管路上裝有第一進水泵10，一級澄清軟化池I的清液輸出端連接二級澄清軟化池2，汙泥輸出端連接汙泥處理系統34，二級澄清軟化池2清液輸出端連接pH調節水池13，汙泥輸出端連接汙泥處理系統34，pH調節水池13輸出端連接超濾膜系統3，pH調節水池13與超濾膜系統3連接管路上裝有第二進水泵14，超濾膜系統3的產水端連接離子交換軟化設備4，濃液輸出端連接回pH調節水池13，離子交換軟化設備4清液輸出端連接一級反滲透系統5，再生廢水輸出端連接回原水池9，一級反滲透系統5產水端連接產水池23，濃液輸出端連接二級反滲透系統6，二級反滲透系統6產水端連接產水池23，濃液輸出端連接純化系統7，純化系統7清液輸出端連接蒸髮結晶系統8，濃液輸出端連接濃液池33，蒸髮結晶系統8清液輸出端連接產水池23，濃液輸出端連接工業鹽回收袋32。
[0037]所述一級澄清軟化池I與二級澄清軟化池2均裝有攪拌與反應設備11、刮泥機12以及加藥泵、汙泥循環泵、堰板、溢流槽，攪拌與反應設備11、刮泥機12均位於主體水池內部。
[0038]所述超濾膜系統3裝有保安過濾器15、超濾膜組件16以及加藥泵、流量計、壓力傳感器，保安過濾器15輸出端連接超濾膜組件16。
[0039]所述離子交換軟化設備4裝有軟化樹脂17、軟化器18、流量計19及酸鹼再生單元，軟化樹脂17輸出端連接軟化器18，軟化器18輸出端連接流量計19。
[0040]所述一級反滲透系統5和二級反滲透系統6內部均裝有精密過濾器20、高壓泵21、膜元件22以及能量回收裝置、電導傳感器、壓力傳感器和流量傳感器、清洗水泵，精密過濾器20輸出端連接高壓泵21，高壓泵21輸出端連接膜元件22。
[0041]所述純化系統7包括純化膜24、除雜設備25、脫氣設備26、氧化設備27，純化膜24輸出端連接除雜設備25，除雜設備25輸出端連接脫氣設備26，脫氣設備26輸出端連接氧化設備27。
[0042]所述蒸髮結晶系統8包括蒸發罐28、結晶罐29、離心分離設備30、乾燥設備31，蒸發罐28輸出端連接結晶罐29，結晶罐29輸出端連接離心分離設備30，離心分離設備30輸出端連接乾燥設備31。
[0043]利用上述專用裝置進行煤化工廢水零排放處理工藝過程如下:
[0044]第一步:將煤化工濃鹽水泵入一級澄清軟化池I與二級澄清軟化池2，在常溫條件下，加入氧化劑、氫氧化鈣、混凝劑及絮凝劑，將廢水中的SS、C0D、氟、總矽以及鈣鎂等金屬離子進行沉澱，然後，向得到的清液中投加碳酸鈉、混凝劑及絮凝劑，進一步將廢水中的SS、C0D、鈣進行沉澱，汙泥進入汙泥處理系統34。
[0045]第二步:將第一步中二級澄清軟化池2軟化出水進入超濾系統前，先調節pH至中性，然後泵入超濾膜系統3，進一步截留SS、膠體等汙染物質，濃水回流至pH調節水池13進行循環處理，得到的產水SDI值小於3，重金屬及鐵等金屬離子濃度降低到極低，此單元的水回收率為85% -95%。
[0046]第三步:將第二步超濾膜系統3出水離子交換軟化設備4，通過離子交換樹脂的交換性能，吸附廢水中的剩餘鈣、鎂等金屬離子，再生廢水回流至原進水池進行循環處理，重金屬及鈣鎂硬度的去除率大於98%。其中，此過程的目的是為了減輕反滲透膜的汙染，延長膜的使用壽命。
[0047]第四步:將第三步離子交換軟化設備4出水進入一級反滲透系統5,在15_40bar的壓力條件下，進行濃縮分離，截留大部分鹽、小分子有機物等，使其產水達到回用水標準，可進入產水池進行回用，此單元水回收率為55-70%。
[0048]第五步:將第四步的一級反滲透系統5濃液通入二級反滲透系統6，在25_55bar的壓力條件下，進一步濃縮分離，截留剩餘鹽、小分子有機物等，使其產水達到回用水標準，可併入一級反滲透系統5產水進行回用，濃液進入高鹽水處理系統，此單元水回收率為40-60%。
[0049]第六步:將第五步中二級反滲透系統6濃水送入純化系統7，進行化學除雜、脫氣、氧化處理，去除廢水中的PO43' CO廣、SS、COD、氟、總矽以及鈣鎂鋇鍶等金屬離子、膠體、CO2等物質，濃液摻入煤動力燃燒、或氧化後回生化系統或回濃鹽水處理系統。
[0050]第七步:將第六步中純化系統7出水送入蒸髮結晶系統8，經過蒸發濃縮處理，蒸餾水回用，濃鹽液到結晶單元，通過增稠調節、離心分離和振動乾燥後，最終得到工業鹽NaCl，純度大於92 %，工業鹽Na2SO4,純度大於92%，可以作為資源再利用；其中，若原進水中硝態氮含量較高時，還可得到純度85%經精製後98%的工業鹽NaNO3資源再利用。
[0051]本實用新型採用兩級澄清軟化、超濾、離子交換軟化、兩級反滲透、純化除雜、蒸髮結晶的方法對煤化工濃鹽水進行處理，一方面使其水回收率達到98%以上，節約了水資源，另一方面，系統產生的汙泥進入汙泥處理系統進行脫水處理，濃液最終摻入煤動力燃燒、或氧化後回生化系統或回濃鹽水處理系統，減少了濃液外排帶來的環境汙染，從而實現了煤化工濃鹽水零排放，在煤化工廢水處理行業中具有巨大的環保效益和實際應用價值。
【權利要求】
1.一種煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:它包括一級澄清軟化池(1)、二級澄清軟化池(2)、超濾膜系統(3)、離子交換軟化設備(4)、一級反滲透系統(5)、二級反滲透系統(6)、純化系統(7)、蒸髮結晶系統(8)； 原水池(9)與一級澄清軟化池(1)連接，連接管路上裝有第一進水泵(10)，一級澄清軟化池(1)的清液輸出端連接二級澄清軟化池(2)，汙泥輸出端連接汙泥處理系統(34)，二級澄清軟化池(2)清液輸出端連接pH調節水池(13)，汙泥輸出端連接汙泥處理系統(34)，pH調節水池(13)輸出端連接超濾膜系統(3)，pH調節水池(13)與超濾膜系統(3)連接管路上裝有第二進水泵(14)，超濾膜系統(3)的產水端連接離子交換軟化設備(4)，濃液輸出端連接回pH調節水池(13)，離子交換軟化設備(4)清液輸出端連接一級反滲透系統(5)，再生廢水輸出端連接回原水池(9)，一級反滲透系統(5)產水端連接產水池(23)，濃液輸出端連接二級反滲透系統(6)，二級反滲透系統(6)產水端連接產水池(23)，濃液輸出端連接純化系統(7)，純化系統(7)清液輸出端連接蒸髮結晶系統(8)，濃液輸出端連接濃液池(33)，蒸髮結晶系統(8)清液輸出端連接產水池(23)，濃液輸出端連接工業鹽回收袋(32)。
2.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述一級澄清軟化池(1)與二級澄清軟化池(2)均裝有攪拌與反應設備(11)、刮泥機(12)以及加藥泵、汙泥循環泵、堰板、溢流槽，攪拌與反應設備(11)和刮泥機(12)均位於主體水池內部。
3.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述超濾膜系統(3)裝有保安過濾器(15)、超濾膜組件(16)以及加藥泵、流量計、壓力傳感器，保安過濾器(15)輸出端連接超濾膜組件(16)。
4.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述離子交換軟化設備(4)裝有軟化樹脂(17)、軟化器(18)、流量計(19)及酸鹼再生單元，軟化樹脂(17)輸出端連接軟化器(18)，軟化器(18)輸出端連接流量計(19)。
5.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述一級反滲透系統(5)和二級反滲透系統(6)內部均裝有精密過濾器(20)、高壓泵(21)、膜元件(22)以及能量回收裝置、電導傳感器、壓力傳感器和流量傳感器、清洗水泵，精密過濾器(20)輸出端連接高壓泵(21)，高壓泵(21)輸出端連接膜元件(22)。
6.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述純化系統(7)包括純化膜(24)、除雜設備(25)、脫氣設備(26)、氧化設備(27)，純化膜(24)輸出端連接除雜設備(25)，除雜設備(25)輸出端連接脫氣設備(26)，脫氣設備(26)輸出端連接氧化設備(27)。
7.如權利要求1所述的煤化工濃鹽水零排放工藝專用設備，其特徵在於:所述蒸髮結晶系統(8)包括蒸發罐(28)、結晶罐(29)、離心分離設備(30)、乾燥設備(31)，蒸發罐(28)輸出端連接結晶罐(29)，結晶罐(29)輸出端連接離心分離設備(30)，離心分離設備(30)輸出端連接乾燥設備(31)。
【文檔編號】C02F9/10GK204111506SQ201420579782
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】蘭建偉, 潘文剛, 江晶, 蘇志峰, 夏俊方, 張水水, 趙劍鋒, 徐文軍, 陸魁, 肖龍博 申請人:深圳能源資源綜合開發有限公司, 上海晶宇環境工程有限公司